【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及穿戴設(shè)備和基站系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的技術(shù)領(lǐng)域，特別是結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前穿戴設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器主要由兩種方式。

第一種穿戴設(shè)備將采集到的各種數(shù)據(jù)存儲在設(shè)備內(nèi)部的存儲器中，用戶最終需要將該設(shè)備通過ble或者其他通信方式連接到智能手機(jī)或者電腦，將數(shù)據(jù)讀出再將數(shù)據(jù)分析展現(xiàn)或者再次傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行存儲或分析。此方案的弊端是需要人為參與數(shù)據(jù)的讀取及操控，而且數(shù)據(jù)傳輸基于現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，無法實(shí)現(xiàn)短時間內(nèi)傳輸大批量數(shù)據(jù)。

第二種穿戴設(shè)備集成3g/4g/2g或者wifi等無線網(wǎng)絡(luò)模塊，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)椒?wù)器。此方案的弊端是設(shè)備的成本高，功耗高，不適合長期使用。

為了實(shí)現(xiàn)穿戴設(shè)備實(shí)時在線，能實(shí)現(xiàn)穿戴設(shè)備采集數(shù)據(jù)的完整快速傳輸，但同時又能保證穿戴設(shè)備的便攜以及低功耗特性，從而研究此套穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)，當(dāng)佩戴者經(jīng)過預(yù)先安裝好的基站附近時，能快速將暫存在穿戴設(shè)備中的數(shù)據(jù)非?？焖俚膫鬏?shù)交局校驹賹⒃摂?shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，數(shù)據(jù)可靠完整，而且能夠自動進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)采集算法的開啟，同步等功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)，包括體征數(shù)據(jù)采集的穿戴設(shè)備、基站、云服務(wù)器，所述穿戴設(shè)備中包括顯示模塊、2.4g射頻芯片、低功耗處理器cpu、加速度傳感器、藍(lán)牙ble模塊、溫度傳感器、心率血壓傳感器、紐扣電池，led指示燈；所述基站包括若干硬件設(shè)備，硬件設(shè)備包括以太網(wǎng)接口、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、led指示燈、2.4g射頻芯片、低功耗處理器cpu、3g/4g網(wǎng)絡(luò)接口、wifi網(wǎng)絡(luò)接口和電源；所述穿戴設(shè)備采用廣播-響應(yīng)的方式等待基站的響應(yīng)信息，穿戴設(shè)備與基站進(jìn)行彼此認(rèn)證校驗之后，將會切換到由基站確定的頻道上進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)傳輸模式，穿戴設(shè)備的廣播符合藍(lán)牙ble的廣播規(guī)范要求，符合ble規(guī)范的任何設(shè)備都能識別該廣播類型，穿戴設(shè)備的廣播中主要包含設(shè)備的地址，電池電量，設(shè)備名稱等設(shè)備相關(guān)信息；所述穿戴設(shè)備與基站之間的每次數(shù)據(jù)傳輸都需要進(jìn)行設(shè)備的認(rèn)證校驗，保證系統(tǒng)可靠；所述基站與云服務(wù)器之間通過3g/4g/2g，wifi或者以太網(wǎng)連接，實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳及相關(guān)控制命令的接收；所述基站根據(jù)穿戴設(shè)備的激活時間來判斷佩戴者進(jìn)入?yún)^(qū)域的時間，穿戴設(shè)備的暫存數(shù)據(jù)存在內(nèi)部ram或者flash中，數(shù)據(jù)的組織方式以激活時間為起點(diǎn)，根據(jù)固定的間隔設(shè)置自增的index序列標(biāo)記不同時刻的采集數(shù)據(jù)；云服務(wù)器再根據(jù)激活時間及該index值推算每個時間點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)值。

作為優(yōu)選，所述穿戴設(shè)備的廣播類型及廣播內(nèi)容會根據(jù)不同的時刻及狀態(tài)進(jìn)行切換。

作為優(yōu)選，所述基站讀取穿戴設(shè)備的暫存數(shù)據(jù)過程中，穿戴設(shè)備會根據(jù)自身與基站之間的無線信號強(qiáng)弱及無線信號質(zhì)量選擇不同的數(shù)據(jù)包長度和傳輸速率，用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

作為優(yōu)選，所述基站會每隔固定間隔，或者在與穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)多次出錯的情況下，查詢整個無線頻段中各個頻道的噪聲情況，選擇最優(yōu)的頻道，在下次需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候選用。

作為優(yōu)選，所述穿戴設(shè)備可以根據(jù)運(yùn)動傳感器檢測設(shè)備的震動情況判斷該設(shè)備是否處于佩戴狀態(tài)，如果不處于佩戴狀態(tài)，將會關(guān)閉相關(guān)的傳感器和算法，并將設(shè)備設(shè)置為睡眠狀態(tài)；如果檢測到處于佩戴狀態(tài)則啟動相關(guān)的傳感器和算法，最大限度優(yōu)化電源的續(xù)航時間。

作為優(yōu)選，所述穿戴設(shè)備被激活之后，穿戴設(shè)備會實(shí)時更新包含到當(dāng)前時間點(diǎn)的最近的十分鐘內(nèi)數(shù)據(jù)到廣播中，數(shù)據(jù)通過支持ble功能的設(shè)備掃描該廣播信號獲得，廣播中數(shù)據(jù)的更新不影響穿戴設(shè)備中的暫存數(shù)據(jù)的完整性。

作為優(yōu)選，所述一個區(qū)域內(nèi)存在的多個基站，且這些基站的信號覆蓋區(qū)域重疊，不同的基站與穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)同步時根據(jù)信號沖突情況選擇不同的頻道進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。

本發(fā)明的有益效果：

1、本系統(tǒng)能最大限度的降低穿戴設(shè)備的成本與功耗，使得穿戴設(shè)備可以連續(xù)工作一年以上。

2、本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)同步過程，每個基站每秒可以同步超過100個穿戴設(shè)備一整天所采集的數(shù)據(jù)。

3、最大限度的考慮環(huán)境的干擾情況，使數(shù)據(jù)同步過程更加穩(wěn)定可靠。

4，穿戴設(shè)備與基站同步過程中，通過彼此的認(rèn)證校驗機(jī)制，保證系統(tǒng)可靠不被入侵。

5，穿戴設(shè)備通過支持ble的廣播包，用戶可以通過支持ble的智能手機(jī)就可以獲取穿戴設(shè)備的基本狀態(tài)和信息。

本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的穿戴設(shè)備組成模塊圖；

圖2是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的基站硬件設(shè)備組成模塊圖；

圖3是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的單基站與穿戴設(shè)備交互示意圖；

圖4是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的多基站與穿戴設(shè)備交互示意圖；

圖5是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的穿戴設(shè)備工作流程圖；

圖6是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)通訊流程圖；

圖7是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的基站工作流程圖；

圖8是本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的基站與穿戴設(shè)備通訊流程圖。

附圖標(biāo)記：1-穿戴設(shè)備、2-基站。

【具體實(shí)施方式】

參閱圖1～圖8，本發(fā)明，包括體征數(shù)據(jù)采集的穿戴設(shè)備1、基站2、云服務(wù)器，所述穿戴設(shè)備1中包括顯示模塊、2.4g射頻芯片、低功耗處理器cpu、運(yùn)動傳感器、藍(lán)牙ble模塊、溫度傳感器、心率血壓傳感器、紐扣電池，led指示燈；所述基站2包括若干硬件設(shè)備，硬件設(shè)備包括以太網(wǎng)接口、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、led指示燈、2.4g射頻芯片、低功耗處理器cpu、3g/4g網(wǎng)絡(luò)接口、wifi網(wǎng)絡(luò)接口和電源；所述穿戴設(shè)備1數(shù)據(jù)交互方式采用廣播-響應(yīng)的方式等待基站的響應(yīng)信息，穿戴設(shè)備1與基站2進(jìn)行彼此認(rèn)證校驗之后，將會切換到由基站2確定的頻道上進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)傳輸模式，，穿戴設(shè)備1的廣播符合藍(lán)牙ble的廣播規(guī)范要求，符合ble規(guī)范的任何設(shè)備都能識別該廣播類型，，穿戴設(shè)備的廣播中主要包含設(shè)備的地址，電池電量，設(shè)備名稱等設(shè)備相關(guān)信息；所述穿戴設(shè)備1與基站2之間的每次數(shù)據(jù)傳輸都需要進(jìn)行設(shè)備的認(rèn)證校驗，保證系統(tǒng)可靠；所述基站2與云服務(wù)器之間通過3g/4g/2g，wifi或者以太網(wǎng)連接，實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳及相關(guān)控制命令的接收；所述基站2根據(jù)穿戴設(shè)備1的激活時間來判斷佩戴者進(jìn)入?yún)^(qū)域的時間，穿戴設(shè)備1的暫存數(shù)據(jù)存在內(nèi)部ram或者flash中，數(shù)據(jù)的組織方式以激活時間為起點(diǎn)，根據(jù)固定的間隔設(shè)置自增的index序列標(biāo)記不同時刻的采集數(shù)據(jù)；云服務(wù)器再根據(jù)激活時間及該index值推算每個時間點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)值。

所述穿戴設(shè)備1的廣播類型及廣播內(nèi)容會根據(jù)不同的時刻及狀態(tài)進(jìn)行切換。所述基站2讀取穿戴設(shè)備的暫存數(shù)據(jù)過程中，穿戴設(shè)備1會根據(jù)自身與基站2之間的無線信號強(qiáng)弱及無線信號質(zhì)量選擇不同的數(shù)據(jù)包長度和傳輸速率，用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。所述基?會每隔固定間隔，或者在與穿戴設(shè)備1數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)多次出錯的情況下，查詢整個無線頻段中各個頻道的噪聲情況，選擇最優(yōu)的頻道，在下次需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候選用。所述穿戴設(shè)備1可以根據(jù)運(yùn)動傳感器檢測設(shè)備的震動情況判斷該設(shè)備是否處于佩戴狀態(tài)，如果不處于佩戴狀態(tài)，將會關(guān)閉相關(guān)的傳感器和算法，并將設(shè)備設(shè)置為睡眠狀態(tài)；如果處于佩戴狀態(tài)則啟動相關(guān)的傳感器和算法，最大限度優(yōu)化電源的續(xù)航時間。所述穿戴設(shè)備1被激活之后，穿戴設(shè)備1會實(shí)時更新包含到當(dāng)前時間點(diǎn)的最近的十分鐘內(nèi)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以通過支持ble功能的設(shè)備讀取，但不影響穿戴設(shè)備1中的數(shù)據(jù)完整性，這樣可以使用簡單的方式就可以獲取穿戴設(shè)備1中最近的數(shù)據(jù)狀況。所述一個區(qū)域內(nèi)存在的多個基站2，且這些基站2的信號覆蓋區(qū)域重疊，不同的基站2與穿戴設(shè)備1數(shù)據(jù)同步時根據(jù)信號沖突情況選擇不同的頻道進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。

本實(shí)例包括穿戴類設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計規(guī)范，穿戴設(shè)備1與基站2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，基站2系統(tǒng)本身，基站2系統(tǒng)與平臺服務(wù)器通信方式，平臺服務(wù)器本身。

本發(fā)明工作過程：

本發(fā)明一種結(jié)合穿戴類設(shè)備的基站數(shù)據(jù)暫存及快速數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)在工作過程中，系統(tǒng)中主要包括體征數(shù)據(jù)采集的穿戴設(shè)備1，穿戴設(shè)備1數(shù)據(jù)收集及傳輸?shù)椒?wù)器的基站2。根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品及所需采集數(shù)據(jù)的需要，穿戴設(shè)備1可以配備不同的傳感器來實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)采集功能。

實(shí)際的使用過程中，需要事先將基站2安裝在人員進(jìn)出必經(jīng)區(qū)域，如園區(qū)的門口，必經(jīng)的過道等?；?上電之后，一直處于掃描狀態(tài)，掃描附近是否有合法的穿戴設(shè)備1發(fā)送的廣播信號。穿戴設(shè)備1剛上電時或者每日0點(diǎn)時，將會初始化整個設(shè)備的狀態(tài)及清除整個暫存數(shù)據(jù)的存儲空間，同時配置2.4g的射頻芯片，廣播通用廣播包(每秒2-5次根據(jù)性能需要可以配置)，穿戴設(shè)備1的廣播包兼容ble的廣播頻段及廣播包格式，使得正常的支持ble的手機(jī)及設(shè)備能夠識別該廣播內(nèi)容。當(dāng)佩戴有穿戴設(shè)備1的人員第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域時，經(jīng)過基站2附近時，基站2將會激活該穿戴設(shè)備1，激活過程中，主要完成的工作包括：設(shè)置穿戴設(shè)備1的系統(tǒng)時間，啟動穿戴設(shè)備1的各種傳感器數(shù)據(jù)采集算法，穿戴設(shè)備1將該時間設(shè)定為數(shù)據(jù)采集算法的起始時間，基站2記錄該穿戴設(shè)備的物理地址及設(shè)置的系統(tǒng)時間并傳輸服務(wù)器。在此之后，穿戴設(shè)備1將廣播包的類型修改為已激活，該廣播包中則會包含是否有暫存數(shù)據(jù)需要傳輸標(biāo)志。在佩戴有穿戴設(shè)備1的人員在園區(qū)活動一段時間之后，下次再經(jīng)過基站2設(shè)備附近時，如果穿戴設(shè)備1廣播的已激活狀態(tài)廣播中標(biāo)志有暫存數(shù)據(jù)需要傳輸，如果基站2掃描到該種類型的廣播，基站2將會發(fā)送數(shù)據(jù)請求包，穿戴設(shè)備1確認(rèn)基站2的數(shù)據(jù)請求包合法之后，將返回確認(rèn)包，之后，基站2與穿戴設(shè)備1將會切換到一個基站2預(yù)先的頻道上，設(shè)置更大的數(shù)據(jù)包長度，更快的數(shù)據(jù)傳輸模式，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)傳輸，穿戴設(shè)備1的暫存數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后，基站2與穿戴設(shè)備1分別切換到正常的掃描與廣播模式。之后，基站2再將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理發(fā)送給服務(wù)器端進(jìn)行進(jìn)一步處理。

基站2正常工作模式的時候，一直處于掃描狀態(tài)，任何在基站2信號范圍覆蓋內(nèi)的穿戴設(shè)備1都會被基站2掃描到，如果基站2與穿戴設(shè)備1數(shù)據(jù)認(rèn)證通過并且穿戴設(shè)備1的廣播包中標(biāo)志設(shè)備中存在需同步數(shù)據(jù)之后，基站2與穿戴設(shè)備1將會切換到高速數(shù)據(jù)同步模式，直到數(shù)據(jù)同步結(jié)束后再返回正常的工作模式。

當(dāng)穿戴設(shè)備1節(jié)點(diǎn)屬于兩個或者多個基站2設(shè)備共同覆蓋區(qū)域時，穿戴設(shè)備1發(fā)出的廣播信號將會被多個基站2同時收到，同樣每個基站2認(rèn)證穿戴設(shè)備1的廣播信號合法后，將會發(fā)送數(shù)據(jù)請求包，穿戴設(shè)備1只選擇信號較強(qiáng)的基站2的數(shù)據(jù)請求包進(jìn)行響應(yīng)，后續(xù)的數(shù)據(jù)同步也將和這個基站2完成同步。

本發(fā)明，主要用在對功耗非常敏感的穿戴設(shè)備，同時需要對采集佩戴者的各種包括運(yùn)動量，運(yùn)動類型，體溫，心率血壓等數(shù)據(jù)快速批量傳輸?shù)念I(lǐng)域。當(dāng)佩戴者經(jīng)過預(yù)先安裝好的基站附近時，能快速將暫存在穿戴設(shè)備中的數(shù)據(jù)非?？焖俚膫鬏?shù)交局?，基站再將該?shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，從而實(shí)現(xiàn)穿戴設(shè)備采集數(shù)據(jù)的完整傳輸。

該套系統(tǒng)可以解決穿戴設(shè)備采集的數(shù)據(jù)能夠可靠完整的，并且在無需任何人為參與的情況下進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)采集算法的開啟，同步等功能。通過該套系統(tǒng)，能夠最大限度的擴(kuò)展穿戴設(shè)備的續(xù)航能力，降低整套設(shè)備方案的成本，增加便攜性體驗等。穿戴設(shè)備只需單節(jié)紐扣電池可以使得設(shè)備連續(xù)使用的續(xù)航時間長達(dá)一年以上。通過該套系統(tǒng)的方案設(shè)計，只需要在區(qū)域的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際場景安裝一個或者多個基站，就可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)每秒數(shù)百到數(shù)千個穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)的完整數(shù)據(jù)同步。

上述實(shí)施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。